Ученые из Оксфордского университета, возможно, решили один из самых больших вопросов в современной физике: их новая публикация объединяет темную материю и темную энергию в единое явление: жидкость, которая обладает «отрицательной массой». Если вы толкнете отрицательную массу, она получит ускорение в вашу сторону. Эта удивительная новая теория может подтвердить предсказание, которое Эйнштейн сделал 100 лет назад.

Наша нынешняя, широко признанная модель Вселенной, называемая LambdaCDM, ничего нам не говорит о том, на что темная материя и темная энергия похожи физически. Мы знаем о них только из–за гравитационных эффектов, которые они оказывают на другую, наблюдаемую материю.

Эта новая модель, опубликованная сегодня в «Астрономии и астрофизике» д–ром Джейми Фарнсом из Оксфордского центра электронных исследований Департамента инженерных наук, предлагает новое объяснение. Доктор Фарнс говорит: «Теперь мы думаем, что и темная материя, и темная энергия могут быть объединены в жидкость, которая обладает типом «отрицательной гравитации», отталкивая нормальную материю вокруг них. Хотя это предположение несколько своеобразно, оно предполагает, что наш космос симметричен как в положительных, так и в отрицательных качествах».

Существование отрицательной материи ранее было исключено, поскольку считалось, что этот материал станет менее плотным по мере расширения Вселенной, что противоречит нашим наблюдениям, которые показывают, что темная энергия не рассеивается с течением времени. Однако исследование доктора Фарнса применяет «тензор создания», который позволяет непрерывно порождать отрицательные массы. Он демонстрирует, что когда рождается все больше и больше отрицательных масс, эта жидкость с отрицательной массой не "разбавляется" при расширении Вселенной. Фактически, жидкость, по–видимому, идентична темной энергии.

Теория доктора Фарнса также дает первые правильные предсказания поведения гало из темной материи. Большинство галактик вращаются так быстро, что они должны разрываться на части, что говорит о том, что невидимое «гало» темной материи должно удерживать их целыми. Новое исследование, опубликованное сегодня, представляет собой компьютерное моделирование свойств отрицательной массы, которое предсказывает образование таких же гало из темной материи, как и те, которые выведены наблюдениями с использованием современных радиотелескопов.

Альберт Эйнштейн представил первый намек на темную вселенную ровно 100 лет назад, когда обнаружил параметр в своих уравнениях, известный как «космологическая постоянная», которую мы теперь знаем как синоним темной энергии. Эйнштейн лихо назвал космологическую константу своей "самой большой ошибкой", хотя современные астрофизические наблюдения доказывают, что это реальное явление. В заметках, относящихся к 1918 году, Эйнштейн описал свою космологическую константу, написав, что требуется модификация теории, так как «пустое пространство» играет роль гравитирующих отрицательных масс, распределенных по всему межзвездному пространству». Так что сам Эйнштейн похоже предсказал заполненную отрицательной массой вселенную.

Доктор Фарнс заявляет: «Предыдущие подходы к объединению темной энергии и темной материи пытались изменить общую теорию относительности Эйнштейна, что оказалось невероятно сложно. Этот новый подход использует две старые идеи, которые, как известно, совместимы с теорией Эйнштейна — отрицательные массы и порождение материи — и объединяет их вместе.

«Результат кажется довольно красивым: темная энергия и темная материя могут быть объединены в единое вещество, причем оба эффекта просто объясняются, как плавание положительной массы на море отрицательных масс».

Доказать свои теории доктор Фарнса собирается с помощью экспериментов, выполненных на ультрасовременном радиотелескопе, известном как "Квадратно–Километровая решетка" (SKA), международный проект по созданию крупнейшего в мире телескопа, в котором учавствует Оксфордский университет.

Доктор Фарнс добавляет: «Нам нужно ещё проработать много теоретических проблем и вычислительных симуляций, и теории LambdaCDM уже почти 30 лет, но я с нетерпением жду, чтобы эта новая расширенная версия LambdaCDM сможет точно соответствовать другим наблюдательным данным из нашей космологии. Если она совпадет с реальностью, это будет означать, что недостающие 95% космоса имели простое эстетическое решение: мы просто забыли добавить знак минуса».

Фактически, если теория подтвердится, это во–первых решит одну из самых сложных космологических проблем, а во–вторых, насколько я могу понять, это может означать, что прыжковый двигатель Алькубьерре (требующий для своей работы как раз таки "отрицательную материю") станет когда–нибудь реальностью и откроет нам дорогу к освоению Вселенной.

Ссылки на саму публикацию:
DOI: 10.1051/0004–6361/201832898
https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2018/12/aa32898–18/aa32898–18.html
https://arxiv.org/abs/1712.07962